Východiska: Signální dráha UPR (unfolded protein response, tj. odpověď na chybně složené proteiny) pomáhá myelomovým buňkám vyrovnat se se stresovými podmínkami vzniklými v důsledku nadměrné proteosyntézy, a představuje tak pro myelomové buňky prostředek umožňující jejich přežití. Extramedulární onemocnění je agresivnější forma mnohočetného myelomu, při které myelomové buňky ztrácí svoji závislost na mikroprostředí kostní dřeně a mohou infiltrovat jiné tkáně a orgány. Patogeneze vzniku extramedulárního onemocnění není dosud zcela objasněna. Cílem této studie bylo zjistit, zda existuje rozdíl v expresi genů spjatých s UPR mezi plazmatickými buňkami kostní dřeně od pacientů s mnohočetným myelomem a extramedulárním onemocněním. Materiál a metody: Pomocí reverzní transkripce ve spojení s kvantitativní polymerázovou řetězovou reakcí byla analyzována exprese šesti genů spjatých s UPR (ERN1, DDIT3, EIF2AK3, TUSC3, XBP1, HSPA5). Použito bylo celkem 76 vzorků plazmatických buněk kostní dřeně, z toho 44 bylo od pacientů s mnohočetným myelomem a 32 od pacientů s extramedulárním onemocněním. Výsledky: Byl pozorován statisticky významný rozdíl v expresi genů HSPA5, DDIT3, EIF2AK3 a ERN1 mezi skupinou mnohočetného myelomu a extramedulárního onemocnění; exprese byla ve všech případech vyšší u vzorků od pacientů s extramedulárním onemocněním. V případě genů XBP1 a TUSC3 nebyl pozorován statisticky významný rozdíl. Prokázáno bylo také několik statisticky významných korelací mezi hladinou exprese analyzovaných genů a klinickými daty pacientů. Závěr: Výsledky poukazují na možný význam signální dráhy UPR v patogenezi extramedulárního onemocnění. UPR se jeví jako vhodný směr dalšího výzkumu.
Background: The unfolded protein response (UPR) enables myeloma cells to overcome the stress conditions arising from excessive proteosynthesis and thus provides a survival advantage for myeloma cells. Extramedullary disease is a more aggressive form of multiple myeloma in which myeloma cells lose their dependence on the bone marrow microenvironment and are able to infiltrate other tissues and organs. The pathogenesis of extramedullary disease is not fully elucidated yet. The aim of this study was to determine whether there is a difference in the expression of UPR-related genes between bone marrow plasma cells from multiple myeloma and extramedullary disease patients. Materials and methods: Gene expression of six genes involved in UPR (ERN1, DDIT3, EIF2AK3, TUSC3, XBP1, HSPA5) was analyzed by quantitative reverse transcription polymerase chain reaction. In total, 76 bone marrow plasma cell samples were used, of which 44 were from patients with multiple myeloma and 32 from patients with extramedullary disease. Results: A statistically significant difference was observed between the multiple myeloma and extramedullary disease groups regarding the expression of HSPA5, DDIT3, EIF2AK3, and ERN1 genes. However, in the case of XBP1 and TUSC3 genes, no statistically significant difference in the expression was found. Several statistically significant correlations between the expression levels of the analyzed genes and the clinical data of the patients were observed as well. Conclusion: Our results suggest the importance of UPR in the pathogenesis of extramedullary disease. UPR appears to be a promising avenue for further research.
Východiska: Endoplazmatické retikulum (ER), organela tvořená soustavou cisteren a tubulů, je esenciální pro řadu buněčných dějů, mj. pro syntézu a transport proteinů. Pokud se chybně složené proteiny hromadí v lumen ER, dochází k rozvoji stresu ER, přičemž následnou odpovědí na narušení homeostázy je aktivace signální dráhy UPR (z angl. unfolded protein response, tj. odpověď na přítomnost nesbalených proteinů). Cílem procesu je obnovit homeostázu zvyšováním kapacity ER a jeho schopnosti skládat proteiny. K aktivaci homeostatické UPR dochází prostřednictvím některého ze tří transmembránových proteinů, kterými jsou enzym vyžadující inositol 1a (inositol-requiring enzyme 1a – IRE1a), kináza ER podobná R kináze (proteine kinase R-like ER kinase – PERK) a aktivující transkripční faktor 6 (activating transcription factor 6 – ATF6). V případě selhání pokusu o obnovu homeostázy naopak dochází prostřednictvím hyperaktivace týchž proteinů k rozvoji terminální UPR a apoptóze. Aktivace různých větví UPR byla popsána u mnoha nádorových onemocnění vč. mnohočetného myelomu (MM), který se vyznačuje maligní transformaci plazmatických buněk a zvýšenou syntézou monoklonálního imunoglobulinu, kdy je role ER zvláště podstatná. Navzdory pokrokům v léčbě MM zůstává onemocnění jen obtížně léčitelné a cílení na signální dráhy spojené s UPR by mohlo např. podpořit účinek inhibitorů proteazomu. Cíl: Tato práce si klade za cíl představit molekulární odpověď na stres ER za fyziologických okolností i v kontextu nádorových onemocnění, a to zejména s přihlédnutím k potenciálním terapeutickým cílům u MM.
Background: The endoplasmic reticulum (ER), an organelle composed of a system of cisternae and tubules, is essential for many cellular processes, including protein synthesis and transport. When misfolded proteins accumulate in the ER lumen, ER stress is induced, and the subsequent response to the disruption of homeostasis is the activation of the unfolded protein response (UPR). The purpose of this process is to restore homeostasis by increasing the capacity of the ER and its ability to fold proteins. Activation of the homeostatic UPR occurs via one of three transmembrane proteins, inositol-requiring enzyme 1a (IRE1a), protein kinase R-like ER kinase (PERK) and activating transcription factor 6 (ATF6). Failure of the attempt to restore homeostasis, on the other hand, leads to the development of terminal UPR and apoptosis via hyperactivation of the same proteins. Activation of UPR has been described in many malignancies, including multiple myeloma (MM), which is characterized by malignant transformation of plasma cells and increased monoclonal immunoglobulin synthesis, where the role of the ER is of particular importance. Despite advances in the treatment of MM, the disease remains difficult to treat and targeting signaling pathways associated with the UPR could, for example, enhance the effect of proteasome inhibitors. Purpose: This review intends to present the molecular response to ER stress under physiological circumstances and in the context of cancer, particularly with regard to potential therapeutic targets in MM.
- MeSH
- cílená molekulární terapie metody MeSH
- endoplazmatické retikulum * genetika účinky léků MeSH
- inhibitory proteasomu farmakologie klasifikace terapeutické užití MeSH
- lidé MeSH
- mnohočetný myelom * farmakoterapie genetika MeSH
- signální dráha UPR účinky léků MeSH
- stres endoplazmatického retikula účinky léků MeSH
- XBP1 analýza účinky léků MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- práce podpořená grantem MeSH
- přehledy MeSH
